Físicos da Universidade Rice alcançaram um avanço significativo na área dos materiais quânticos, abrindo caminho para uma nova geração de memória computacional.
Essa descoberta pode possibilitar o armazenamento de bits quânticos, ou qubits, em estados protegidos topologicamente, diminuindo assim os erros associados à decoerência, um dos principais desafios da computação quântica.
Cristais de ferro, germânio e telúrio mudam de fase sob o efeito do calor.
Crédito: Han Wu/Grupo de Pesquisa Yi/Universidade Rice.
A pesquisa, publicada na
Nature Communications, mostra como, simplesmente aquecendo e resfriando, é possível alternar entre fases em cristais de ferro, germânio e telúrio. Esse processo altera a simetria cristalina que dita a topologia eletrônica e, consequentemente, a maneira como os elétrons são confinados e se movimentam através do material.
A fase desses cristais pode ser alterada entre uma distribuição aleatória e ordenada de sítios atômicos vazios, graças à velocidade de resfriamento após o aquecimento. Este método de mudança de fase por ajuste de temperatura representa um avanço importante em comparação com as tecnologias atuais de memória de mudança de fase, que geralmente exigem a fusão e recristalização do material.
Este avanço foi possível graças à colaboração entre físicos experimentais e teóricos da Universidade Rice e de mais de uma dúzia de instituições. A descoberta inicial, focada nas propriedades magnéticas do material, revelou uma variação inesperada nos resultados experimentais, levando a uma investigação aprofundada que resultou nesta descoberta significativa.
A participação de instituições renomadas, como a Universidade de Washington, o Laboratório Nacional de Los Alamos e a Universidade da Pensilvânia, destaca a importância e o alcance desta pesquisa. O estudo sugere um caminho promissor para induzir mudanças topológicas em outros materiais, abrindo novas perspectivas para o design de materiais quânticos avançados.
Esta pesquisa marca um passo em direção ao desenvolvimento de memórias quânticas não voláteis, capazes de reter informações mesmo quando o computador está desligado, o que poderia revolucionar a computação quântica ao tornar os qubits mais estáveis e menos propensos a erros.
Fonte: Nature Communications